组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
HeLa宫颈癌细胞（HeLa cells）；样品基质：PBS细胞悬液（pH 7.0/7.4，库存1×10^5 cells/mL）
检测原理
该传感器以GCE为基底，PA-MNPs修饰层提供生物相容界面并促进电子转移，IgG作为识别元件特异性捕获HeLa宫颈癌细胞。当HeLa细胞与IgG结合并附着于电极表面时，细胞层形成绝缘屏障，减少有效电极面积，改变电极/电解质界面的双电层电容（Cdl）和电荷转移/极化电阻（Rct/RP）。EIS在开路电压、10 mV交流扰动、0.1–10^5 Hz下测量，Nyquist图高频半圆直径随细胞浓度增加而增大。RP与HeLa细胞浓度对数在4×10^3–4×10^4 cells/mL线性，RCT与浓度对数在5×10^2–5×10^4 cells/mL线性，从而实现细胞浓度定量。
检测灵敏度
LOD: 10 cells mL−1 (S/N = 3)；线性范围: 4 × 10^3–4 × 10^4 cells mL−1（RP与log细胞浓度线性，R^2 = 0.97404）；线性范围: 5 × 10^2–5 × 10^4 cells mL−1（RCT与log细胞浓度线性）
效应效果
该传感器对HeLa宫颈癌细胞表现出选择性，干扰实验显示MCF-7乳腺癌细胞和L-929正常成纤维细胞响应较弱（ESI Fig. S2），但原文未给出RSD、稳定性或实际样品回收率。EIS定量结果显示RP由57 kΩ增至98 kΩ，RCT由89 kΩ增至175 kΩ，LOD为10 cells/mL（S/N=3），RP-log线性范围4×10^3–4×10^4 cells/mL（R^2=0.97404），RCT-log线性范围5×10^2–5×10^4 cells/mL。作者认为其低成本、制备简单、检测范围宽，适合宫颈癌早期诊断、肿瘤监测以及DOX、MTX、HU等抗肿瘤药物细胞毒性评价。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），作为工作电极提供电子转移动态界面
- 纳米材料修饰层：聚乙二醇化精氨酸功能化磁性纳米粒子（PA-MNPs，Fe3O4/PEG-Arg），增强生物相容性、促进电子转移并提供细胞捕获平台
- 识别元件：免疫球蛋白G（IgG），与PA-MNPs孵育后固定于电极表面，用于捕获HeLa宫颈癌细胞
- 被测物层：HeLa宫颈癌细胞（HeLa cells），与IgG结合附着于电极表面并改变界面阻抗
- 检测介质：磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.0/7.4），提供离子环境并维持细胞活性
- 信号读出：电化学阻抗谱（EIS，Gamry EIS 300）三电极体系，通过Nyquist图中极化电阻（RP）/电荷转移电阻（RCT）变化读出
中文摘要
本文报道了一种基于聚乙二醇化精氨酸功能化磁性纳米粒子（PA-MNPs）的阻抗生物传感器，用于宫颈癌早期检测。作者通过共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子，并用聚乙二醇化精氨酸原位稳定修饰，TEM显示其粒径约6–12 nm、平均约9 nm，呈超顺磁性。将PA-MNPs修饰于玻碳电极（GCE）表面，再与免疫球蛋白G（IgG）孵育，形成IgG/PA-MNPs/GCE识别界面。HeLa宫颈癌细胞与电极表面IgG结合后，细胞附着改变电极/电解质界面的双电层电容和电荷转移电阻，使电化学阻抗谱（EIS）Nyquist图中极化电阻增大。在PBS中，RP随HeLa细胞浓度增加由57 kΩ增至98 kΩ，RP与细胞浓度对数在4×10^3–4×10^4 cells/mL范围内线性，相关系数为0.97404，检出限为10 cells/mL（S/N=3）。该传感器制备简单、成本低，可用于宫颈癌细胞早期检测及抗肿瘤药物敏感性监测。
英文摘要
An impedimetric biosensor based on PEGylated arginine functionalized magnetic nanoparticles for early detection of cervical cancer is reported. The cervical cancer cells could be selectively and sensitively detected down to 10 cells mL(-1) on the modified electrode, which is promising for advancement in clinical diagnosis and monitoring of tumors.